Comment les implants alimentés par l'IA pourraient remplacer les analgésiques opioïdes

Comprendre la douleur chronique et ses défis

Les anesthésiques et les analgésiques modernes ont contribué à soulager l’un des problèmes les plus insolubles de la médecine : la douleur.

Cependant, cela n'est que partiellement vrai pour la douleur chronique, qui touche des centaines de millions de personnes dans le monde. Selon le Selon la Fondation américaine contre la douleur, 51.6 millions d'Américains souffrent de douleurs chroniques. Pour plus de 17 millions de personnes, ces douleurs ont un impact important, limitant fréquemment leur vie quotidienne ou leurs activités professionnelles. 

Lorsque la cause de la douleur n’est pas un moment précis, mais un problème récurrent, il peut devenir très difficile pour le traitement chimique de fonctionner correctement.

L’un des problèmes est que le corps a tendance à s’adapter aux médicaments, et ceux-ci perdent progressivement leur efficacité, obligeant les patients à augmenter la dose au fil du temps, ou à souffrir sans bonne option alternative.

Un autre problème est que les analgésiques puissants appartiennent généralement à la classe des opioïdes, un type de médicament connu pour provoquer une dépendance.

Aux États-Unis seulement, les opioïdes sont prescrits à pas moins de 40 millions de patients chaque année. Chaque année, ils provoquent une dépendance (trouble lié à l'usage d'opioïdes) chez plus de 85,000 10 patients souffrant de douleurs aiguës, et XNUMX % d'entre eux développent ultérieurement une consommation prolongée d'opioïdes.

Un tel niveau de dépendance est extrêmement coûteux pour la société dans son ensemble, et son coût annuel est estimé à 180 milliards de dollars rien qu’aux États-Unis.

C’est pourquoi les médicaments non opioïdes, ou analgésiques non chimiques, pourraient être un traitement médical qui changerait la vie de millions de personnes et potentiellement un marché valant des dizaines de milliards de dollars.

Un exemple est Vertex Pharmaceuticals (VRTX ), avec une nouvelle classe de médicaments contre la douleur qui ne peuvent pas provoquer de dépendance, qui vient d'être approuvée en 2025. Analgésiques dérivés de champignons cela pourrait aussi être une option un jour.

Des chercheurs de l'Université de Californie du Sud, de l'Université nationale de technologie Chin-Yi (Taïwan), de l'Université de Californie et de l'Université d'État de San Diego travaillent sur un stimulateur électronique sans fil implantable qui pourrait également aider à soulager la douleur sans aucun médicament.

Ils ont publié leurs résultats dans Nature Electronics¹, sous le titre "Un implant sans fil ultrasonique programmable et auto-adaptatif pour la gestion personnalisée de la douleur chronique ».

Comment les implants électriques perturbent les signaux de douleur

À la base, la douleur n'est qu'un signal électrique transmis par le nerf vers le cerveau. Malheureusement, l'évolution a rendu ce signal très désagréable, impossible à ignorer. D'où le besoin de médicaments comme les opioïdes, qui tentent d'atténuer la réception du signal douloureux par le cerveau.

Une autre option consiste à interférer directement avec le signal électrique lui-même. C'est la promesse des stimulateurs électriques implantables, qui stimulent directement la moelle épinière pour empêcher les signaux de douleur d'atteindre le cerveau.

Malheureusement, ces appareils n’ont pas été largement adoptés en raison de nombreux inconvénients techniques tels que le coût élevé, la nécessité d’une chirurgie invasive, des batteries câblées et la nécessité de remplacer fréquemment les batteries.

C'est pourquoi le nouvel appareil inventé par les chercheurs, flexible et rechargeable sans fil, est un potentiel changeur de jeu.

Source: École de Viterbi

Recharge piézoélectrique sans fil : une révolution

Le remplacement régulier des piles étant l'un des aspects les plus problématiques des précédents stimulateurs électriques contre la douleur, nécessitant une intervention chirurgicale supplémentaire régulière, cela a été le centre des travaux des chercheurs.

L’idée est de convertir les ondes mécaniques en signaux électriques grâce à un phénomène appelé effet piézoélectrique.

Ils ont utilisé un élément piézoélectrique miniaturisé fabriqué à partir de titanate de zirconate de plomb (PZT), un matériau très efficace pour convertir l’énergie ultrasonore entrante en énergie électrique nécessaire à la stimulation.

L’échographie est une bonne option pour les appareils médicaux, car elle peut transporter l’énergie en profondeur dans le corps sans causer de dommages.

C'est une idée tendance dans le domaine des dispositifs médicaux, avec un autre implant alimenté par ultrasons, pour les stimulateurs cardiaques cette fois, également annoncé par une équipe de chercheurs coréens en juin 2025.

« Ce type de conversion d’énergie est essentiel pour la stimulation profonde, car les ultrasons sont une énergie non invasive et hautement pénétrante dans les domaines cliniques et médicaux.

En exploitant le transfert d'énergie ultrasonique sans fil et un système de rétroaction en boucle fermée, ce stimulateur UIWI élimine la nécessité de batteries implantées encombrantes et permet une modulation de la douleur en temps réel et précisément réglable.

Yushun Zeng – Doctorant

Utilisation de l'IA et des réseaux neuronaux pour le contrôle de la douleur

Le stimulateur UIWI lui-même est flexible, pliable et torsadé, permettant un placement optimal sur la moelle épinière.

Source: École de Viterbi

Son fonctionnement consiste à utiliser la stimulation électrique pour rééquilibrer les signaux qui transmettent et inhibent la douleur, supprimant ainsi efficacement la sensation de douleur.

En testant les appareils sur des rats de laboratoire, les chercheurs ont réussi à soulager la douleur neuropathique chronique causée à la fois par des stimuli mécaniques et des stimuli thermiques aigus.

De plus, l’appareil est adaptatif, régulant son « traitement électrique » en fonction de la quantité de douleur réellement présente.

« Ce qui distingue vraiment cet appareil, c'est sa capacité sans fil, intelligente et auto-adaptative pour la gestion de la douleur.

Nous pensons qu'il offre un grand potentiel pour remplacer les schémas pharmacologiques et les approches conventionnelles de stimulation électrique, en s'alignant sur les besoins cliniques d'atténuation de la douleur.

Qifa Zhou - Pprofesseur d'ophtalmologie à la Keck School of Medicine de l'USC

Cela a été réalisé en utilisant un réseau neuronal appelé ResNet-18 et en surveillant en continu les enregistrements cérébraux, en particulier les signaux d'électroencéphalogramme (EEG), qui reflètent les niveaux de douleur d'un patient.

Le réseau neuronal analyse ces signaux cérébraux et classe la douleur en trois niveaux distincts : douleur légère, douleur modérée et douleur extrême. Ce modèle d'IA affiche une précision globale de 94.8 % pour distinguer ces états douloureux.

Une fois le niveau de douleur identifié, l'émetteur d'ultrasons portable ajuste automatiquement l'énergie acoustique émise. L'énergie sonique est convertie en énergie électrique, stimulant ainsi la moelle épinière.

Source: ResearchGate

Cela crée un système en boucle fermée qui fournit une gestion de la douleur personnalisée en temps réel.

Comme la transmission d’énergie se fait par infrasons, aucune intervention chirurgicale supplémentaire n’est nécessaire après l’implantation initiale du dispositif autour de la moelle épinière, et le niveau de puissance peut être modulé en temps réel par l’intensité des infrasons.

« D'un point de vue clinique, l'intégration d'une évaluation de la douleur basée sur l'apprentissage profond permet une interprétation et une réponse dynamiques aux états de douleur fluctuants, ce qui est essentiel pour s'adapter à la variabilité spécifique au patient. »

Chen Gong

Quelle est la prochaine étape pour les implants antidouleur IA ?

Grâce à sa régulation par un réseau neuronal, le dispositif peut être adapté au système nerveux spécifique de chaque patient, évitant ainsi de devoir trouver une solution universelle. Il s'agit en soi d'une rupture radicale avec les protocoles médicaux habituels de soulagement de la douleur.

L'étape suivante consisterait à améliorer encore la conception de l'implant, notamment en le rendant encore plus petit, réduisant ainsi son caractère invasif. Idéalement, il pourrait un jour être injecté simplement à l'aide d'une seringue.

L'appareil à ultrasons portable pourrait également devenir lui-même sans fil, ou même un patch de réseau à ultrasons portable.

Le contrôle du système devrait probablement être transféré vers un smartphone pour une version commercialisée de cette technologie, offrant un niveau de personnalisation et de contrôle plus élevé au patient.

Investir dans les technologies de la santé 

Koninklijke Philips NV

Philips est une marque réputée de petits appareils électroniques grand public (rasoirs, brosses à dents électriques), également active dans le secteur de la santé. Par exemple, elle a été la première entreprise européenne à déposer des brevets dans le domaine des technologies médicales en 1. Elle est active dans les produits médicaux connectés, des objets connectés à l'imagerie, en passant par les respirateurs et les robots médicaux.

L'entreprise est également active dans les semi-conducteurs (y compris la technologie maglev) et la haute technologie/robotique/automatisation, chaque activité partageant une base technologique commune.

Source : Philips

Philips propose des dispositifs portables pour mesurer les paramètres cardiaques, respiratoires et d'activité. Ses capteurs peuvent être intégrés dans des montres connectées, des moniteurs de santé, des patchs médicaux et des trackers d'activité.

L'expertise de Philips en matière de capteurs biocompatibles, de semi-conducteurs et de solutions sans fil pourrait en faire un leader dans le domaine des implants médicaux avancés avec chargement sans fil.

Pour les dispositifs médicaux, Philips privilégie une solution de partenariat, où elle développe pour des tiers des dispositifs médicaux connectés IoT (Internet des objets) entièrement compatibles avec les autres solutions Philips. Dans ce contexte, elle propose à ses clients des services de prototypage, de conseil réglementaire, de développement produit de bout en bout et de production industrielle.

Cela fait de Philips une entreprise axée sur la technologie et un candidat potentiel pour intégrer rapidement des innovations aux dispositifs médicaux existants. Au total, les dispositifs Philips ont eu un impact direct sur plus de 1.8 milliard de personnes.

L'entreprise souhaite créer un environnement de santé numérique entièrement intégré où les capteurs correspondent aux appareils, puis utiliser plusieurs solutions de connectivité pour s'intégrer à la solution Philips HealthSuite Cloud et permettre des analyses de données approfondies.

Source : Philips

En tant que fournisseur du secteur des technologies médicales, fabriquant souvent pour d'autres marques, Philips n'est pas aussi visible dans le secteur que d'autres entreprises plus importantes. Cependant, l'entreprise est experte dans la fabrication d'appareils et de capteurs électroniques hautes performances, repoussant souvent les limites du possible dans son créneau de niche, la santé et les objets connectés.

Avec les appareils portables et l'électronique médicale de plus en plus intégrés aux soins de santé et aux protocoles médicaux, le segment Santé de Philips va probablement croître au sein du conglomérat.

Actualités et développements récents concernant l'action Koninklijke Philips NV (PHG)

Étude référencée

^{1. Zeng, Y., Gong, C., Lu, G. et al. Un implant sans fil ultrasonique programmable et auto-adaptatif pour la gestion personnalisée de la douleur chronique. Electronique Nature 8, 437-449 (2025). https://doi.org/10.1038/s41928-025-01374-6}